Transmisión de datos por Cable

En cualquier sistema de comunicaciones para que se pueda dar una transferencia de información se precisan; como piedras angulares del sistema, de un emisor, un medio de transmisión y un receptor. Para la transmisión/recepción de datos se pueden emplear diversos canales entre los cuales destacan: radioenlace, cable par trenzado, fibra óptica, …
Un cable de fibra óptica consta de un núcleo, una cubierta y una capa protectora. El núcleo está fabricado de sílice; que posee baja atenuación por lo que se destina a un ámbito interurbano, de cuarzo fundido o de plástico y es el lugar físico por el que se guía la luz portadora de información. La funda está compuesta de la misma naturaleza que el núcleo más unos aditivos que procuran el confinamiento de la onda óptica en el interior del núcleo. Y el revestimiento de protección está conformado por material plástico que otorga características mecánicas al conjunto.
El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna total. La luz que viaja por el centro de la fibra incide sobre la superficie externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de manera que toda la luz se refleja hacia el interior de la fibra sin apenas pérdidas. Así, la luz puede transmitirse a larga distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión debida a impurezas de la superficie, el núcleo está recubierto por una capa con un índice de refracción menor. La fuente de luz es generada por un diodo emisor de luz LED o por un diodo de inyección láser ILD y la cantidad de luz emitida es proporcional a la corriente de excitación, por lo tanto el conversor tensión a intensidad convierte el voltaje de la señal de entrada en una corriente que se usa para dirigir la fuente de luz.
El transmisor consta de un conversor de voltaje a corriente, una fuente de luz y un adaptador de fuente de luz a fibra. En un transmisor de fibra óptica la fuente de luz se puede modular por una señal análoga o digital. Y el receptor consta de un fotodetector (detector de luz que suele ser un diodo PIN o un fotodiodo de avalancha APD que convierten la energía de luz en corriente eléctrica), un conversor de corriente a voltaje, un amplificador de tensión y una interfaz analógica o digital. El sistema queda unido mediante acopladores y/o conectores. Los primeros son una transición mecánica para poder dar continuidad al paso de la luz de un cable de fibra a otro. Y los segundos se requieren para rematar el canal de transmisión. Para redes de datos y equipos de networking locales se suele emplear conectores de tipo ST. Si lo que se pretende es mantener la polaridad se recomienda conectores tipo 568SC. Unos y otros quedan identificados con colores; marfil para un tipo de fibra multimodo y azul para un tipo monomodo.

Potencialmente, la fibra monomodo es la que ofrece mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar, pues sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria casi paralela al eje longitudinal de la fibra, por lo que se hace nombrar monomodo o único camino de propagación. Son fibras que presentan un diámetro del núcleo del orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmiten: de 5 a 8 mm. Si el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta, entonces se habla de fibras monomodo de índice escalonado. Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de estas fibras, ya que sus pequeñas dimensiones implican un manejo delicado y entrañan dificultades de conexión que aún se dominan mal. Es precisamente esta sensibilidad frente a empalmes, soldaduras y conectores lo que las hace menos económicas frente a las fibras multimodo.
Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo. Presenta unas dimensiones normalizadas de 62.5/125 m (diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta), pero se pueden encontrar otros tamaños: 50/125 mm, respectivamente.
Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación brutal del índice, de ahí su nombre de índice escalonado. Posee unas dimensiones de 100/140 mm (diámetro núcleo/diámetro cubierta). Tanto las de gradiente gradual como las de índice escalonado se destinan para distancias cortas de hasta 5ooo metros.